本实用新型属于煤矿安全生产技术领域，具体涉及一种大俯角长距离煤层瓦斯压力测试钻孔水泥砂浆封孔装置。
背景技术：
煤矿瓦斯是造成矿井安全事故的主要因素之一，煤层瓦斯压力是煤与瓦斯突出发生的必须的动力和必要条件。煤层瓦斯压力的测试是新建矿井、改扩建矿井、延伸开拓矿井、生产矿井的一项重要基础性工作，它对于煤与瓦斯突出危险性预测与合理制订防突措施均起着重要的作用。因此，准确测定煤层瓦斯压力是十分重要的。
目前，测试煤层瓦斯压力封孔的方法主要分为胶囊（胶圈）—密封粘液和注浆两大类，为了准确测试单一煤层的瓦斯压力，这两大类一般的封孔长度都不大于20m。但针对近距离煤层群，需要穿过中间煤层或煤线测试目标煤层的瓦斯压力，或是测压开孔位置距离目标煤层较远时，为了准确测得目标煤层的瓦斯压力，而不是综合瓦斯压力时，均须进行长距离封孔，即封堵过钻孔穿过的中间煤层或煤线。
通过多年来现场的应用发现，现有的胶囊（胶圈）—密封粘液和注浆封孔工艺，针对短距离，甚至不超过30m，封孔技术是成熟的，效果良好，但一般经济成本较高，操作工序复杂，工人不易掌握，而对于长距离封孔，特别是大于50m的钻孔，还需要解决夹持器（挡板）定点安装和固定不易，同时俯角长钻孔孔内积水的问题。相比胶囊（胶圈）—密封粘液封孔，注水泥砂浆封孔，简称注浆封孔，所需的材料为煤矿上的常用材料，不需要专门购买，经济成本较低，操作工序也简单，工人很容易掌握。基于此，针对长距离封孔，特别是大倾角条件下，封孔难度随着长度的增大而增加，更需要一种不但技术可靠、操作简单的封孔方法，还需要其经济成本低、取材方便，继而才能更加广泛地应用于煤矿，真正做到“科学、可靠、高效、经济”。因此，研究大俯角长距离煤层瓦斯压力测试钻孔水泥砂浆封孔方法十分必要。
技术实现要素：
为了解决现有长距离封孔存在的技术问题，本实用新型提供一种大俯角长距离煤层瓦斯压力测试钻孔水泥砂浆封孔装置，不但“科学、可靠、高效、经济”，还重点解决了大俯角长距离钻孔挡板定点堵浆和注浆过程中孔内积水有效排出的技术难题。
本实用新型的技术方案是：一种大俯角长距离煤层瓦斯压力测试钻孔水泥砂浆封孔装置，包括从开孔地点向目标煤层开钻的穿层钻孔，放入穿层钻孔内的测压管和注浆管，所述的测压管和注浆管均通过预制好的一定长度两端具有丝口的多段无缝钢管连接而成；在第一测压管和第二段测压管上设置有挡板，在紧贴挡板的位置设置有长1～1.5m的膨胀棉纱，在第一段测压管的挡板前端加工筛孔，在第二段测压管的挡板靠钻孔孔底方向设置长约50cm的粗砂袋，粗砂袋直径同挡板直径；注浆管通过注浆高压胶管连接注浆机，在测压管上安装有球阀和压力表。
所述大倾角长距离定点封堵，为在前端第一、二段测压管上加工双挡板，组合膨胀棉纱和粗砂袋对浆夜进行封堵；
所述的每组挡板由一个固定挡盘、活动挡盘和胶垫组成，固定挡盘焊接在测压管上，在固定挡盘向钻孔开口方向设置一个活动挡盘，其尺寸同固定挡盘，在固定挡盘和活动挡盘之间设置胶垫，胶垫尺寸为钻孔直径的1.1倍，并在胶垫上每隔120°剪一个缝，共三条剪缝。
所述固定挡盘、活动挡盘和胶垫上呈三角形的开三个孔，用于铁丝捆扎固定挡盘、活动挡盘和胶垫；
所述的注浆管由于采用从下往上的注浆方式，注浆管安装总长度为至第二段测压管上的挡板退回2～3m位置。
本实用新型的有益效果为：
1）本实用新型针对大俯角长距离煤层瓦斯压力测试钻孔，现有技术注水泥砂浆时，一方面不能有效地解决挡浆效果和孔内积水排出关键问题，另一方面其操作工艺复杂，工人不易掌握，原材料要专门购买及价格不低廉等基本问题，提出了一种大俯角长距离煤层瓦斯压力测试钻孔水泥砂浆封孔方法。
2）设计的两组挡板，每组再由一个固定挡盘、一个活动挡盘和一个胶垫组成，再组合膨胀棉纱和粗砂袋，挡浆效果好，有效地防止了浆液的渗漏和冲破挡板。
3）设计的从下往上的注浆方式，有效地解决了长距离钻孔内积水不易且不能完成排出问题，保证的封孔质量。
4）同时通过现场应用表明，该装置是一种“科学、可靠、高效、经济”的注浆封孔装置，能有效地进行煤层瓦斯压力测试的大俯角长距离封孔，保证了煤层瓦斯压力的准确测试，其鲜明的特别是材料来源便捷，加工简单，成本经济，方法易于工人掌握，可广泛地在煤矿推广使用。
附图说明
图1 为一种大俯角长距离煤层瓦斯压力测试钻孔水泥砂浆封孔示意图；
图2 测压管加工示意图；
图3 测压尾管加工示意图；
图4 固定和活动挡盘加工示意图；
图5 胶垫加工示意图。
图中：1—开孔地点；2—目标煤层；3—中间煤层或煤线；4—钻孔；5—测压管；6—注浆管；7—固定挡盘；8—活动挡盘；9—胶垫；10a—测压尾管；10b—测压管；11-筛孔；12—膨胀棉纱；13—粗砂袋；14—水泥砂浆；15—水泥砂浆凝固收缩段；16—球阀；17—压力表；18—注浆机；19—注浆高压胶管；20—孔；21—剪缝。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型一种大俯角长距离煤层瓦斯压力测试钻孔水泥砂浆封孔装置，作进一步详细的说明。
1）按照设计的钻孔倾角、方位、长度等参数，从开孔地点1向目标煤层2施工直径为φφ65～φ95mm钻孔4穿过中间煤层或煤线3，考虑沉渣因素，钻孔4穿过目标煤层底板2～3m终钻，将压风接入钻杆，初步清理钻孔4内的积水和孔渣；
2）由于俯角钻孔倾角大，钻孔距离长，为了防止注浆渗漏和冲破挡板，设计两组挡板，每组再由一个固定挡盘7、一个活动挡盘8和一个胶垫9组成；
3）测压管5采用4＂无缝镀锌铁管加工成2m一根，两端加工丝口，测压管5之间用管接头连接。取二根测压管，分别在测压管40cm处焊接一个固定挡盘7，挡盘尺寸约为钻孔直径的80%～85%，在固定挡盘7向钻孔开口方向设置一个活动挡盘8，尺寸同固定挡盘。在固定挡盘7和活动挡盘8之间设计一个胶垫9，胶垫尺寸为钻孔直径的1.1倍，并在胶垫上每隔120°剪一个缝21，共三条剪缝；固定挡盘7、活动挡盘8和胶垫9上呈三角形的开三个孔20，用于铁丝捆扎固定挡盘7、活动挡盘8和胶垫9；
4）焊接有挡板的二根测压管用管接头连接起来，即组成了双挡板，分别在紧贴挡板的位置用铁丝绑上膨胀棉纱12，棉纱长1～1.5m。在前端的一根测压管上加工筛孔11为测压尾管10a，筛孔11每隔20cm打一组，两组筛孔之间交叉90°设置。为防止浆夜渗漏，在测压管10b上的挡板向钻孔孔底方向设置一个长50cm的粗砂袋13，粗砂直径一般φ5～φ8mm，砂袋布即为矿上用的普通纱布，粗砂袋13直径一般同挡板尺寸，两端用铁丝捆扎在测压管5上；
5）将带有双挡板的测压尾管10a和测压管10b先送入钻孔4内，然后将2m一根的测压管5用管接头连接依次放入钻孔4内，连接管接头时，需用生料带缠绕丝口，以保证连接处密封效果。测压管总长度需超过中间煤层或煤线3底板至少10m，或到达目标煤层2顶板上部1～1.5m位置。在向钻孔4内送管过程中，不要来回拉动测压管5，当送管到目标位置后，再来回用力拉测压管5，使膨胀棉纱12及粗砂袋13紧缩固定，最好直至拉不动为止；
6）大俯角长距离钻孔，单靠压风是不能完全将水和孔渣排出的，孔内的水能直接影响水泥砂浆粘稠度，进而影响封孔效果。为了解决这一关键问题，设计将传统的从上至下灌浆方式，改为从下往上的注浆方式，即向钻孔4内以送测压管的同样方法送入注浆管6，注浆管6采用4＂无缝镀锌铁管加工成2m一根，注浆管总长度为至第一组挡板退回2～3m位置；
7）用铁丝等工具将测压管5和注浆管6在钻孔外巷道中固定住，检查测压管5和注浆管6无堵管现象后，注浆管6通过注浆高压胶管19连接注浆机18后开始向钻孔4内注浆；注入的浆液为标号不低于425的水泥、细砂和速凝剂混合而成；注浆采用不断后退适时拆除注浆管的方法进行，随着浆夜14从孔底的不断注入，孔内的积水也不断的排出，根据注入浆液量的多少，适时拆除注浆管6，拆除注浆管6时，要保证孔内注浆管6末端深入水泥浆液面以下不少于2m，直至浆夜14完全从孔口大量流出，第一次封孔完成；
8）注浆后水泥砂浆液的凝固要收缩，要进行第二次封孔。即第一次封孔约24h后，观察钻孔4内水泥砂浆液14的凝固收缩情况，收缩段15灌浆前先向钻孔4内用压风吹入至少约1m长的干粗砂，粗砂直径一般φ5～φ8mm，再灌入比较粘稠的水泥砂浆夜直至从孔口大量流出。针对孔口1m段，为了完全封堵住钻孔，用铁管伸入孔内搅拌膨胀棉纱和速凝剂进行封堵，最后在孔口外面区域喷浆后即完成了整个钻孔的全部堵孔过程；
9）第二次封孔约24h，即整个钻孔的水泥砂浆凝固后，在测压管5上安装球阀16和压力表17则可开始煤层瓦斯压力的测试工作。
当然，以上所述是本实用新型的技术方案而非限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，可以对本实用新型的技术方案进行若干修改或者等同替换，这些修改或替换均也涵盖在本实用新型保护范围当中。